【正文】 大后控制勵(lì)磁功率單元以得到所要求的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。 保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠供電的首要條件，系統(tǒng)運(yùn)行中隨時(shí)會(huì)受到外來(lái)干擾，擾動(dòng)后機(jī)組能恢復(fù)到原狀態(tài)或過(guò)渡到新的運(yùn)行狀態(tài)，則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定的。當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷改變而端電壓隨之變化時(shí)，同干勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，勵(lì)磁系統(tǒng)將自動(dòng)地增加或減小供出的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)端電壓回復(fù)到給定水平，保證調(diào)壓的精度，當(dāng)機(jī)組用負(fù)荷時(shí)，通過(guò)勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，應(yīng)限制機(jī)流電壓使之 不致于過(guò)分升高，另 外，若幾臺(tái)機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)，通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能穩(wěn)定地分配機(jī)組的無(wú)功功率。為此，在正常運(yùn)行或事故情況下，卻需要調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，勵(lì)磁調(diào)節(jié)應(yīng)執(zhí)行下列任務(wù)。 無(wú)論在穩(wěn)定運(yùn)行或暫態(tài)過(guò)程中，同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)在很大程度上與勵(lì)磁系統(tǒng)有關(guān)。 2 第一部分 QF6Z 型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)基本設(shè)計(jì) 第一章 緒論 11 概述 主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)電機(jī)型號(hào)： QF6Z 額定容量： 6MW 定子額定電壓： 定子額定電流： 688A 轉(zhuǎn)速： 3000 功率因數(shù) 效率 100%: 定子接線 :Y 空載勵(lì)磁電流 :95A 空載勵(lì)磁電壓 : 滿載勵(lì)磁電流 :248A 滿載勵(lì)磁電壓 : 同步電抗 Xd:% 瞬變電抗 Xd:% 定子線圈開(kāi)路時(shí)勵(lì)磁線圈時(shí)間常數(shù) : 勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，直接影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行 3 特性。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)，外勵(lì)磁系統(tǒng)的研制不斷取得進(jìn)展，各型勵(lì)磁系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。 勵(lì)磁系統(tǒng)是提供同步發(fā)電機(jī)可調(diào)勵(lì)磁裝置的組合。為此，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求發(fā)電機(jī)迅速增大勵(lì)磁電流，以維持電網(wǎng)電壓水平及穩(wěn)定性。它的技術(shù)性能及運(yùn)行的可靠性，對(duì)供電質(zhì)量，繼電保護(hù)可靠動(dòng)作，加速電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行都有重大的影響，隨著超高壓遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的建立，以及大容量發(fā) 電機(jī)標(biāo)幺電抗的增大，也可按電網(wǎng)的條件采用高超響應(yīng)和高頂值電壓的勵(lì)磁系統(tǒng)。 性能分析部分主要應(yīng)用自動(dòng)控制的有關(guān)知識(shí)，彩用根軌這，時(shí) 域響應(yīng)曲線及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件上機(jī)進(jìn)行調(diào)試分析，并對(duì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后的穩(wěn)定性和對(duì)系統(tǒng)的影響作一淺析。 東北電力 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 QF62型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)基本設(shè)計(jì) 1 摘 要 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制在保證電能質(zhì)量，無(wú)功功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性方面起著十分重要的作用，本次設(shè)計(jì)以QF62 發(fā)電機(jī)為 主，對(duì)其勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和性能分析。 主要路采用自并勵(lì)方式，用三相全控整流橋整流，根據(jù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)，性能，結(jié)合工程實(shí)際需要，對(duì)主回路和控制回路進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，同時(shí)，適當(dāng)選擇過(guò)電壓和過(guò)電流的保護(hù)方式。 關(guān)鍵詞：勵(lì)磁系統(tǒng) 可控硅 自并勵(lì) 自動(dòng)控制 I 目 錄 目 錄 ...........................................................................................................................I 前 言 .......................................................................................................................... 1 第一部分 QF6Z型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)基本設(shè)計(jì) ........................................ 2 第一章 緒論 ................................................................................................................ 2 11 概述 ................................................................................................................... 2 12 方案論證及選擇 ................................................................................................ 5 第二章 勵(lì)磁系統(tǒng)主回路的設(shè)計(jì) ................................................................................ 9 21 整流變壓器 ZB 的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 9 22 整流回路的原理及分析 ................................................................................... 12 23 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù) ................................................................................... 15 24 整流元件參數(shù)確定及元件選擇 ......................................................................... 18 25 起勵(lì)設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 23 26 五磁設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 24 第三章 勵(lì)磁系統(tǒng)控制回路的設(shè)計(jì) .......................................................................... 25 31 控制回路的 作用、構(gòu)成 ................................................................................... 25 32 測(cè)量比較單元 ................................................................................................. 26 33 綜合放大單元 ................................................................................................. 32 34 移相觸發(fā)單元 ................................................................................................. 33 第二部分 勵(lì)磁系統(tǒng)的性能分析 ................................................................................ 40 第一章 數(shù)學(xué)模型的建立 ............................................................................................ 40 11 測(cè)量比較單元 .................................................................................................... 40 12 綜合放大單元的傳遞函數(shù) ................................................................................... 41 13 功率主大單元的傳遞函數(shù) ................................................................................... 41 14 同步發(fā)電機(jī)傳遞函數(shù) .......................................................................................... 42 第二章 動(dòng)態(tài)性以分析 .............................................................................................. 44 21 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ...................................................................................... 44 22 利用時(shí)域仿真校驗(yàn)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo) ................................................ 47 23 移態(tài)誤差的計(jì)算 ................................................................................................. 49 第三章 勵(lì)磁系統(tǒng)控制對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定影響及改善的分析 .......................... 49 31 同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)療程線性化條件 ..................................................................... 50 32 同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)方程及穩(wěn)定數(shù)據(jù) ........................................................................ 50 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 60 1 前 言 勵(lì)磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分。 在某些故障情況下，發(fā)電機(jī)端電壓降低將導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平下降。可見(jiàn)，同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的自動(dòng)控制在保證電能質(zhì)量，無(wú)功功率的分配和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性方面起著十分重要的作用。它包括勵(lì)磁電源裝置，自動(dòng)，手動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置，自動(dòng)滅磁裝置，勵(lì)磁繞組過(guò)電壓保護(hù)裝置和上述裝置的控制，信號(hào)，測(cè)量?jī)x表等，為了保證更高可靠性，可根 據(jù)需要裝設(shè)備用勵(lì)磁系統(tǒng)。本文以 QF62 發(fā)電機(jī)為例，對(duì)其主回路設(shè)計(jì)，勵(lì)磁方式以及控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)性能進(jìn)行了初步論述。勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩部分組成，另一部分是勵(lì)磁功率單元，向同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供直流勵(lì)磁電流，第二部分是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵(lì)磁電流， VX 滿足發(fā)電機(jī)運(yùn)行的需要。優(yōu)良的勵(lì)磁系統(tǒng)不僅可以保證 發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，而且可以有效地提高發(fā)電機(jī)及其相聯(lián)的電力系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 電壓控制及無(wú)功分配 在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行情況下，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)維持發(fā)電機(jī)端電壓（或升壓變壓器高壓側(cè)電壓）在給定水平。 提高同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定勵(lì)磁系統(tǒng)能有效地提高靜態(tài)穩(wěn)定功率極限，對(duì)于暫定穩(wěn)定強(qiáng)行勵(lì)磁可減少加速面積，增大減速面積，改善暫態(tài)穩(wěn)定性。對(duì)其要求如下 ： 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能反映發(fā)電機(jī)電壓的高低以維持發(fā)電機(jī)電壓的給定水平，并能合理分配組間的無(wú)功功率和便于實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的轉(zhuǎn)移。 能迅速反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備強(qiáng)行勵(lì)磁導(dǎo)控制功能以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運(yùn)行條件。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，操作維護(hù)可靠方便，并逐步做到系統(tǒng)化，標(biāo)準(zhǔn)化。 具有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度，勵(lì) 磁頂值電壓Ufd(h)是勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)勵(lì)時(shí)可能提供的最高輸出電壓值，該值與額定工況下，該值與額定工況下勵(lì)磁電壓 Ufd(h)之比稱為強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)Ke，涉及制造成本導(dǎo)因素，一般取 。 隨著勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展及系統(tǒng)裝機(jī)容量的增大，傳統(tǒng)的靠利用同軸的直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式存在下列問(wèn)題：一是直流勵(lì)磁機(jī) 5 受制造容量的限制；二是整流子和炭刷的維護(hù)麻煩，三是勵(lì)磁調(diào)節(jié)大慢，在這些矛盾的解決上誕生了半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。 眾所周知，同步發(fā)民機(jī)的勵(lì)磁電壓源實(shí)質(zhì)上是一個(gè)對(duì)室的直流電源。在設(shè)計(jì)勵(lì)磁系統(tǒng)方案時(shí)，首先要考慮它的可靠性，為了防止外系統(tǒng)故障對(duì)它的影響，勵(lì)磁功率單元應(yīng)作為發(fā)電機(jī)的專用電源，另外，它的起勵(lì)方式也應(yīng)力求簡(jiǎn)單方便。隨著發(fā)電機(jī)容量的提高，所需勵(lì)磁電流也相應(yīng)增大，機(jī)械整流子在換流方 面遇到了困難，而大功率半導(dǎo)體，整流之體制造工藝又日益成，于是大容